劉志雄，張迪巖2，楊文俊，劉火箭

(1.長江科學(xué)院 水力學(xué)研究所，武漢 430010；2.中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 水生態(tài)工程設(shè)計院，天津 300222)

1 研究背景

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國水利資源開發(fā)程度日益加大，不僅在防洪、航運等方面起到了不可替代的作用，也在促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、保障國家能源安全方面發(fā)揮了重要作用。但開發(fā)過程中所產(chǎn)生的環(huán)境問題也日益為人們所重視。隨著人們對于環(huán)境的重視，各項保護措施逐年加強，各項法律法規(guī)逐步完善。魚道作為一種保護生物資源的工程措施，由于具有水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建的能力，受到了人們的關(guān)注。

魚道相對獨立的調(diào)度過程保證其運行與魚類洄游特征相適應(yīng)，以此保證魚類的順利洄游。但大部分過魚設(shè)施的過魚效率都不甚理想，例如：美國馬薩諸塞州霍利奧克壩(Holyoke Dam)的過魚系統(tǒng)對美洲鰣魚過魚率不到40%，瑞典西南部Thetran River水電站的魚道的大西洋鮭魚、褐鱒和歐洲鰻的過魚率不到50%。一部分原因是洄游魚類在水利水電工程形成大面積的靜水環(huán)境找不到頂沖流速而迷失方向，以至于找不到魚道入口。

根據(jù)以往的科研成果以及工作經(jīng)驗，適當(dāng)?shù)乃?、光、聲、電、氣泡幕等措施對于集魚誘魚有一定的作用，特別是通過適當(dāng)流態(tài)水流誘魚已經(jīng)成為了一種行之有效的誘魚措施,例如：浙江蘭溪江攔河閘由于其尾水渠流速大于魚類最低感應(yīng)流速導(dǎo)致魚類大量聚集，進而將魚道設(shè)置于尾水渠附近，以達到增加誘魚效率的目的[1]；湘江土谷塘航電樞紐工程在魚道進口設(shè)置補水孔，并將輔進魚口與集魚系統(tǒng)連接處改為開敞式，以提高輔進魚口水流流速，保證進魚口流速為魚類喜愛的洄游流速，從而達到提高誘魚效率的目的[2]。其他幾種誘魚方式在魚道誘魚的實際工程應(yīng)用中尚不多見，一方面在于實際工程環(huán)境的復(fù)雜多變，條件控制的困難，另一方面原因則是現(xiàn)今對于魚類與光、聲、電、氣泡幕等控制條件與魚類之間響應(yīng)關(guān)系的研究不全面，導(dǎo)致試驗研究與工程應(yīng)用脫節(jié)。

本文對光、聲驅(qū)誘魚技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景進行分析，以期為今后光、聲驅(qū)誘魚研究提供參考。

2 光照導(dǎo)魚

2.1 光照導(dǎo)魚的生物學(xué)基礎(chǔ)

2.1.1 魚類分辨光強與光色的生理學(xué)基礎(chǔ)

魚類生活在水域環(huán)境中，為了適應(yīng)這一環(huán)境，魚類不僅可以感知光強和光色，而且可以感知物體的大小、形狀、運動等。魚類的視覺運動反應(yīng)、趨光性、發(fā)光現(xiàn)象、體色變化以及攝食、集群、生殖、防御等行為均與光感覺具有密切的關(guān)系[3]。大多數(shù)魚類在明、暗適應(yīng)條件下的光譜敏感曲線是不一樣的，它們的視網(wǎng)膜包含了視桿和視錐2種類型的感光細(xì)胞，分別使用不同的視蛋白和光傳導(dǎo)蛋白。每一種魚類視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞的比例是不同的，如：狗魚、鱸魚等視桿細(xì)胞與視錐細(xì)胞之比為3∶1，大白鯊為4∶1，長尾鯊為5∶1，夜晚行動的魚類視桿細(xì)胞大大多于視錐細(xì)胞，如鳊魚視桿細(xì)胞與視錐細(xì)胞之比為20∶1，星鯊更是達到了100∶1[4]。

魚類會對一定強度和顏色的光照產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答式反射，并產(chǎn)生趨避行為。合適的刺激可以驅(qū)誘魚類從一個已經(jīng)適應(yīng)的位置到另外一個位置并可以保持這一刺激效果相當(dāng)長的時間。不同強度或顏色的光照對同種魚類的刺激程度是不同的，同種強度顏色的光照對不同種類的魚的刺激程度也是不同的。因此，我們需要研究不同魚類對于不同照度、不同光色的光照的刺激反饋。

2.1.2 魚類對光的趨避行為

魚類的趨光性是指魚類對光刺激產(chǎn)生定向運動的行為特征。朝向光源的定向運動叫做正趨光性，遠(yuǎn)離光源的叫做負(fù)趨光性，人們習(xí)慣上說的趨光性都是正趨光性[3]。魚類通過長期的進化和對環(huán)境的適應(yīng)，中上層魚類大多數(shù)表現(xiàn)出正趨光反應(yīng), 而底棲魚類由于棲息、繁殖和索餌于海底, 光線對其作用不大, 因此對光線刺激呈負(fù)趨光反應(yīng)，具有負(fù)趨光性的魚類一般照度在0.01～0.1 lx時才活動[5]。

魚類產(chǎn)生趨光性的原因和機制主要有3種理論假設(shè)：非適應(yīng)性肌緊張理論、適應(yīng)理論和信號理論。但這些理論假設(shè)都只是適用于某一些或某一類魚類趨光現(xiàn)象，相對圓滿的理論為1978年提出的階段論，即低照度下魚類在不感光區(qū)被具有一定信號意義的光吸引，進入弱感光區(qū)，之后魚眼迅速適應(yīng)所處位置的光照強度，因此更強的光從前方照亮，而魚的后視野則成為了黑暗，魚類被驅(qū)使往光源方向游動。在接近光源處突然落入超強度的單側(cè)光刺激的作用場內(nèi)，則平衡被打破，魚類形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴±頎顟B(tài)，它們開始圍繞光源做圓周運動[6]。而我們所需要探究的就是魚類所“感興趣”或是“討厭”的信號。這種光信號對魚產(chǎn)生刺激的反應(yīng)不僅可以是非條件反射，也可以是條件反射。例如很多食肉魚類都有灰白色的巨大腹部，一些小型魚在受到灰白色燈光照射時便會產(chǎn)生驚慌恐懼的反應(yīng)，這種趨光性便是通過生存獲得的條件反射[6]。

2.2 影響魚類趨光性的因素

表1列出了歷年來對魚類趨光性的部分相關(guān)研究成果。不同魚類對于同種光照可能會產(chǎn)生不同的行為特征，同種魚類對于不同照度和波長光照也會產(chǎn)生不同的行為特征。2004年Marchesan等[7]在同一試驗條件下發(fā)現(xiàn)黃鯔魚對短波長單色光顯示出很強的正趨光性，鱸魚卻對短波長光產(chǎn)生強烈的排斥反應(yīng)，多種色光都對黑鯛產(chǎn)生擊退效果，但均未對條紋鯛魚產(chǎn)生驅(qū)誘作用。魚類對閃光的反應(yīng)和閃光速率和持續(xù)時間(微秒)有關(guān)，而與光源的光譜組成無關(guān)。同種魚類的不同個體或群體在受到同種條件的光照的照射的時候，受到魚體自身的生理狀況和當(dāng)時的環(huán)境因子的影響，同種魚類的趨光反應(yīng)也會產(chǎn)生一定變化。

表1 魚類趨光性相關(guān)研究成果Table 1 Research findings of fish phototaxis

注：***代表本試驗僅設(shè)置白光一種光色

在魚類生長發(fā)育的各個階段，趨光特性也是有所變化的，絕大部分魚類幼魚都具有較強趨光性，隨著幼魚的生長發(fā)育、生理狀態(tài)、攝食方式和性成熟而逐漸改變。 1981年俞文釗等[19]試驗證明藍圓鲹幼魚比成魚的趨光性強。2011年江苑[15]對埃及尼羅羅非魚、吉富羅非魚和奧利亞羅非魚進行3種魚光梯度試驗，試驗結(jié)果表明隨著3種羅非魚的生長發(fā)育，魚群偏好光色也從長波光轉(zhuǎn)變?yōu)槎滩ü狻?/p>

魚類飽腹程度和體內(nèi)脂肪含量也會對魚類的趨光性產(chǎn)生一定的影響。Helfman[20]認(rèn)為魚類的活動模式很大程度上決定于它們獵物的活動模式，受動物本能的驅(qū)使，魚類的一生幾乎都在覓食和躲避天敵中度過。魚類飽腹程度決定了魚類對食物的需求的緊迫性，對應(yīng)捕食標(biāo)志的光信號對處于饑餓狀態(tài)的魚具有強烈的吸引力。2004年P(guān)ablo 等[21]探究了在不同的喂食模式和光照條件下非洲鯰魚的行為特征，結(jié)果證明需要覓食的試驗魚相較于人工喂食的試驗魚更加活躍，在喂食前試驗魚的趨光性強于喂食后。越冬洄游、生殖洄游和索餌洄游共同組成魚類的洄游周期。在生殖洄游時期魚類體內(nèi)脂肪含量高，趨光性不強，產(chǎn)卵洄游期間，魚類需要持續(xù)的消耗能量，魚攝食大量減少，體內(nèi)脂肪含量降低[22]。在完成產(chǎn)卵后體內(nèi)脂肪含量很低，食量變大，食欲變強，趨光性大大增強，隨之進入索餌期。魚類趨光性強弱與體內(nèi)脂肪含量呈負(fù)相關(guān)。

魚類所處水域光照水平、透明度以及水溫等環(huán)境因子都會影響到魚類趨光性。2001年魏開建等[23]通過光梯度法，探究了不同光照條件下鱖魚苗的行為特征，結(jié)果表明鱖魚苗對黃光的趨向性最強，成魚適宜光色為藍、綠光。鱖魚苗生存在上層水體，在水體上層，波長最大的紅光被水體吸收使得上層水體的光譜成分主要以橙色、黃色等長波光為主。鱖魚苗視覺結(jié)構(gòu)與其生存環(huán)境的光譜特性相適應(yīng)，因此對黃光表現(xiàn)出較高敏感性。鱖魚趨光性的轉(zhuǎn)變與其視網(wǎng)膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化同步，大部分魚類有與生存環(huán)境背景色光波長相適應(yīng)的視色素。我們可以在一定程度上將魚類趨光性和水色之間關(guān)系視為一種對生存環(huán)境的適應(yīng)，并據(jù)此推測魚類的趨光特性。漁業(yè)捕撈生產(chǎn)實踐得出，清澈的水體中進行燈光誘魚作業(yè)效果要好于渾濁的水體，渾濁的水體中光照度衰減更快，誘魚范圍變小。魚類處在適宜溫度范圍內(nèi)會產(chǎn)生較強的趨光性,2008年王武等[24]試驗觀察到隨著水溫的降低，瓦氏黃顙魚對光照所表現(xiàn)出來的反應(yīng)有所降低。在光誘漁業(yè)中發(fā)現(xiàn)，鯡魚會跟隨光源移動，但是當(dāng)光源移動到水溫對其不適宜的水層時，鯡魚的趨光性便會消失，從光源處離開。舟山漁場燈光誘捕藍圓鲹、鮐魚的最佳溫度為22 ℃左右[25]。

在長時間的光照下，魚類趨光性會隨著光照時間的增加而產(chǎn)生變化。一部分魚類會對光照產(chǎn)生一定的適應(yīng)性或是視覺疲勞而導(dǎo)致趨光性下降而離開適宜照度區(qū)域。長江水產(chǎn)研究所資源捕撈研究室在1972年對鰱魚、鳙魚、草魚、鯉魚、鯽魚進行45次光誘試驗，其中鯽魚在黃光初亮?xí)r被吸引到光源附近，但是一段時間后便不再受到光源影響[25]。1994年Gehrke[26]將銀鱸幼魚與黃金鱸幼魚暴露在相同照度的不同色光下，試驗證明隨著光照時間增加，魚類在適應(yīng)光照會離開光源。2008年許傳才等[8]利用水槽試驗法研究了鯉在紅、白、藍、綠4種色光及不同照度下或不同光照時間下的行為反應(yīng)，研究結(jié)果證明，光照時間對于鯉魚的趨集率變化不大，說明鯉魚能很快地適應(yīng)新的光照環(huán)境。目前尚無法確定鯉魚趨集率變化與光照時間相關(guān)性很小是因為鯉魚的趨集率不隨光照時間的增加而產(chǎn)生大的變化，還是由于光照持續(xù)的時間不夠。2015年秦孝輝等[9]的試驗證明在不同光照條件下，鳙魚趨光性隨時間變化的趨勢有所不同。

魚類還具有除了趨光性以外的趨音性、趨流性、趨電性等多種趨性，當(dāng)魚類受到產(chǎn)生趨性相關(guān)物理或化學(xué)因素影響的時候，便會產(chǎn)生相應(yīng)的行為特征，受到多種類因素影響的時候，便會由于受到多種趨性的共同影響而產(chǎn)生一定的行為特征。2015年羅佳等[27]在不同水流速度的條件下，利用白色閃光對光倒刺鲃進行閃光刺激，試驗結(jié)果證明，在特定的流速下，閃光才對試驗魚產(chǎn)生吸引作用。2000年Sager等[28]的試驗證明白鱸、斑點魚和大西洋鯡魚對閃光的躲避率隨流速的增加而降低。 1989年何大仁等[29]對黃鰭鯛幼魚進行的視覺運動反應(yīng)試驗、1991年周仕杰等[30]對鯉魚幼魚的視覺運動反應(yīng)試驗都證明了魚類趨動性與趨光性之間的關(guān)聯(lián)性。這方面的研究尚不多見，依然是需要研究的方向。

2.3 光誘驅(qū)魚技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前光誘魚主要應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，利用特定照度波長的燈光對目標(biāo)魚類起到吸引作用，以達到聚魚以集中捕撈、提高捕撈效率的目的。我國在20世紀(jì)30年代便開始使用汽油燈誘捕魚類，到了20世紀(jì)70年代開始有了燈圍漁汛，在當(dāng)時主要經(jīng)濟魚類嚴(yán)重衰退的情況下，有效利用了中上層魚類資源。2012年7月—10月旺汛期，我國釣魚島北部海域利用光誘敷網(wǎng)作業(yè)的3.09×105km2范圍內(nèi)，200多艘漁船平均日產(chǎn)5.08 t，漁獲種類達到27種，單船旺汛期盈利40多萬元，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益[31]。現(xiàn)今，光誘魷釣漁業(yè)已成為我國遠(yuǎn)洋漁業(yè)的一大支柱產(chǎn)業(yè)。

光誘魚技術(shù)對魚類保護具有重要意義，在水利設(shè)施集魚系統(tǒng)的誘魚環(huán)節(jié)將發(fā)揮重要作用。國外也有利用光刺激驅(qū)趕魚類遠(yuǎn)離水輪機進水口的研究[32]。美國西雅圖Hiram M. Chittenden Locks Project利用頻閃燈減少了75%各類鮭魚進入船閘系統(tǒng)[33]。頻閃燈人工照明驅(qū)魚措施已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于哥倫比亞河上的大壩以避免魚類進入水輪機進水口，同時增加過魚設(shè)施中鮭魚幼魚的通過率[34]，2012年Vowles等[35]發(fā)現(xiàn)褐鱒魚在水流和光刺激的組合刺激下可以更有效地被引導(dǎo)至魚道進口位置。國內(nèi)外大量研究已經(jīng)證明并預(yù)示了光驅(qū)誘魚技術(shù)在包括水利等行業(yè)未來廣闊的應(yīng)用前景，但目前工程應(yīng)用方面尚有不足。

圖1 魚類聽覺系統(tǒng)Fig.1 Auditory system of fish

3 聲音導(dǎo)魚

3.1 聲音導(dǎo)魚的生物學(xué)基礎(chǔ)

3.1.1 魚類感受、分辨聲音的生理學(xué)基礎(chǔ)

魚類聽覺系統(tǒng)如圖1所示。魚類的聽覺器官由3部分組成，內(nèi)耳、分布在魚體側(cè)中央的測線和起聽覺輔助作用的鰾。水生脊椎動物魚類只有內(nèi)耳，沒有中耳和外耳，一般認(rèn)為內(nèi)耳上半部分的橢圓囊和3個互相垂直的半規(guī)管以及壺腹起平衡感覺作用，下半部分的球狀囊和瓶狀囊主要起到聽覺作用。測線不僅能感受水流的作用，并且還具有聽覺的機能，一般認(rèn)為測線對低頻音起作用，可聽頻率范圍隨物種不同而不一樣，一般可聽到100 Hz以下的聲音，測線感受低頻范圍，200 Hz左右具有最好感度，內(nèi)耳感受高頻范圍，500 Hz左右有最好感度[3,36]。鰾是魚類特有的器官，鰾增大了聽覺頻率范圍，提高了聽覺靈敏度，魚類的鰾主要用來接收遠(yuǎn)聲場傳來的聲波[37]。一般來說，無鰾的魚類聽覺范圍很窄，聽覺敏感性也很低；骨鰾類氣鰾與內(nèi)耳的接近程度決定了魚類的聽覺敏感性，特別是對高頻純音的敏感性。鰾與內(nèi)耳有聯(lián)系的魚類比鰾與內(nèi)耳沒有聯(lián)系的魚類可聽頻率上限更高，且對高頻聲更為敏感，但兩者都對低頻聲很敏感[3]。

3.1.2 魚類對聲音的趨避行為

魚類能夠通過內(nèi)耳、測線和鰾接收聲音，當(dāng)聲音具有一定信號意義的時候，便會對魚類的活動產(chǎn)生刺激或抑制，隨之產(chǎn)生相應(yīng)的行為特征。

魚類的趨音性分為正趨音性和負(fù)趨音性，當(dāng)魚類聽到聲音的時候回趨向聲源的行為特征稱之為正趨音性[3]，許多種魚類對一些特定的聲音刺激都會產(chǎn)生正趨音性，美國邁阿密大學(xué)海洋研究所一個科研小組在墨西哥灣流海區(qū)海底安置了低頻聲源播放錄制的食肉魚類進食的聲音，被聲音吸引而來的魚類包括拿騷鰷魚、黃尾鰷、紅鰭魚、黑鮨魚、黃鰭鮨魚以及一些鯊類，但也有一些魚類并未被吸引過來，該試驗無法證實是否有魚類被食肉魚類進食聲驚嚇遠(yuǎn)離聲源，但是多數(shù)墨西哥灣海區(qū)多數(shù)底棲魚類被該聲音信號有效吸引[38]。當(dāng)魚類聽到聲音而遠(yuǎn)離聲源的行為特征稱之為負(fù)趨音性，夜間浮到水面的鳀魚只要聽到船舶機器噪聲便會迅速逃離聲源下潛至20 m深處[3]。

魚類可通過發(fā)聲實現(xiàn)種內(nèi)和種間的信息傳遞，通過接收到的聲信號識別同類的呼叫聲、生殖時的集群聲、尋找事物的試探聲，以及為躲避敵害而發(fā)出的驚恐聲和報警聲，并表現(xiàn)出相應(yīng)的行為特征。同魚類的趨光性一樣，我們常說的趨音性都指的是正趨音性。

3.2 影響魚類趨音性的因素

不同的聲音傳遞給魚類的信息和對魚類聲音接收器官的刺激是不同的，因此魚類對不同聲音產(chǎn)生不同的反應(yīng)。1989年賈俊成等[39]利用范圍在100～1 000 Hz的7個不同頻率聲音刺激羅非魚，發(fā)現(xiàn)羅非魚在7個頻率的聲音刺激下均出現(xiàn)一定的行為特征，但是7個頻率刺激下的行為特征均不相同。一般認(rèn)為, 魚類對其餌料及同類的游泳聲和攝食聲、異性的求偶聲等呈正趨音性; 而對其同類的負(fù)傷聲和逃避聲、外敵的攝食聲和游泳聲以及漁船、漁具發(fā)出的異常聲等呈負(fù)趨音性。

魚類在受到同音調(diào)和強度不變的連續(xù)聲刺激時，只在給聲瞬間有反應(yīng)，而后反應(yīng)隨之消失，而對聲調(diào)和強度不斷變化的聲音和間歇聲具有較好的反應(yīng)。在對魚類進行間歇聲刺激時，給聲和撤聲的時間分配也會影響到魚類的表現(xiàn)明顯與否[3,40]，Neo等[41-42]發(fā)現(xiàn)暴露在連續(xù)聲中的歐洲鱸魚的行為變化比暴露在脈沖聲中的歐洲鱸魚恢復(fù)更快。以適當(dāng)?shù)拈g歇聲才能獲得較好的驅(qū)誘魚效果。魚類在不同生長階段和不同生理狀態(tài)下的趨音性不同，2009年邢彬彬等[43]利用400 Hz正弦波連續(xù)音對不同體長的鯉進行音響馴化，探討聲音對不同體長鯉的誘集效果，結(jié)果表明體長小的鯉聚集效果相對好于體長較大的鯉，體型較小的魚對聲音可能更敏感。魚類處于不同的外界環(huán)境因素下時，對聲音的反應(yīng)也不一樣。

魚類對于同頻率、不同聲壓的聲音的趨音性也不同。聲壓越大，對魚小腦中接收聲波的感覺細(xì)胞的刺激越大，當(dāng)聲壓大于某一數(shù)值時魚群就會受到驚嚇逃離聲源，同時能產(chǎn)生威嚇反應(yīng)的聲壓值與聲波頻率關(guān)系密切，這一原理常被用來驅(qū)趕魚群。魚類對于不同頻率的聲音的記憶力不同，目前關(guān)于魚類聲音記憶力的研究尚少，根據(jù)張沛東等[44]的研究結(jié)果，鯉魚、草魚對400 Hz正弦波連續(xù)音反應(yīng)敏感，且經(jīng)過聲音馴化后條件反射保持時間較長。

1982年黃玉霖等[45]采用行為生理法對烏鱧、月鱧的聽覺行為進行研究，魚仔近場聲的刺激下測線能夠感受低頻聲引起附近水粒子移動而產(chǎn)生的近場效應(yīng)，導(dǎo)致敏感區(qū)向低頻區(qū)移動，可知聲源距離也會影響魚類趨音性。人類聽覺系統(tǒng)有能力將混雜多種聲音的聽覺場景解析為現(xiàn)場呈現(xiàn)的單個聲源的組合，我們將其稱為“聽覺場景分析”。Hulse等[46]對非哺乳動物(歐洲椋鳥)進行試驗證明了其具有聽覺場景分析能力。Fay[47-49]通過一系列試驗證實金魚具有“聽覺場景分析”能力，Schul等[50]試驗證明昆蟲也具有這種能力，可見大部分物種都具有這種能力，魚類也不例外。和人類一樣，魚類聽覺具有掩蔽效應(yīng)，掩蔽效應(yīng)的強弱與目標(biāo)信號聲的頻率有關(guān)，但骨鰾類的聽覺器官有相當(dāng)好的濾波性，因此骨鰾類魚類聽覺的掩蔽效應(yīng)并不顯著，骨鰾類的胭脂魚在噪聲環(huán)境中就具有很好的辨別信號聲的能力。魚類具有顯著的剩余掩蔽效應(yīng)，即暴露于噪聲中一段時間之后，聽覺敏感性會降低，產(chǎn)生聽覺域移。1983年黃玉霖等[51]用行為生理法對非骨鰾魚類鱸魚進行了聲反應(yīng)試驗，試驗表明鱸魚的聽覺不僅在聽到聲音期間靈敏性降低，在聲刺激停止后的一段時間內(nèi)也是如此。1984年黃玉霖[40]對鳙、鰱、草魚、鯉魚4種骨鰾類在一定時間內(nèi)進行重復(fù)聲刺激，同樣觀察到明顯的剩余掩蔽效應(yīng)。2013年劉錳[52]將胭脂魚暴露于不同時程的船舶噪聲下，試驗結(jié)果表明，只有暴露在噪聲中一定時長后試驗魚才會出現(xiàn)剩余掩蔽效應(yīng)，在噪聲暴露結(jié)束后96 h所有試驗魚的聽覺閾值恢復(fù)正常?？梢娫谑艿揭欢ǚ秶鷥?nèi)聲壓而產(chǎn)生的剩余掩蔽效應(yīng)是暫時性，可恢復(fù)的。

3.3 聲誘驅(qū)魚技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國古代中醫(yī)典籍《本草綱目》中已有“石斑魚生南方溪澗，長數(shù)寸，白鱗黑斑，聞人聲則剨然深入”記載。聲音導(dǎo)魚是一門新技術(shù)，但其具有一定的實踐基礎(chǔ)，我國漁民20世紀(jì)50年代使用的敲船板發(fā)出聲音來驅(qū)趕捕撈大黃魚的作業(yè)方法即為一種實例[53]。

現(xiàn)在已有利用魚類的趨音性，在生態(tài)環(huán)境遭到破壞的水域進行生態(tài)重建的應(yīng)用實例。Simpson等[54]利用生長于海洋深處的幼魚回珊瑚礁定居和繁殖的特性，做了關(guān)于珊瑚礁中產(chǎn)生的聲音對幼魚吸引力的試驗，研究小組在大堡礁附近的蜥蜴島附近修建了24個補丁礁，他們隨機選擇其中一半的補丁礁，使用水下?lián)P聲器發(fā)出礁石的噪聲和礁斑上捕捉到的魚蝦發(fā)出的聲音，結(jié)果顯示在12個試驗組補丁礁上定居的幼魚更多。利用水下音響系統(tǒng)引導(dǎo)魚類早已被證明可行。

4 光、聲驅(qū)誘魚技術(shù)應(yīng)用前景展望

光驅(qū)誘魚技術(shù)和聲驅(qū)誘魚技術(shù)在提高魚類捕撈效率與定向?qū)~實踐中已經(jīng)被證實具有較好的效果，然而在過魚設(shè)施的集魚系統(tǒng)中的應(yīng)用尚不多見。諸多研究與應(yīng)用已經(jīng)證明了光、聲驅(qū)誘魚技術(shù)可彌補魚道誘魚措施方面的不足，減小水利工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴大對河流的連通性造成的生態(tài)破壞。

自20世紀(jì)60年代以來，我國修建了一批以魚道為主的過魚設(shè)施，但運行效果大多不盡人意。為提高誘魚效率，可將光驅(qū)誘魚技術(shù)和聲驅(qū)誘魚技術(shù)相結(jié)合進行定向?qū)~，例如以聲波驅(qū)趕目標(biāo)魚類至魚道口附近，再以光照引誘目標(biāo)魚至魚道口，魚類到達魚道口之后便能感受到魚道口的水流進入魚道，以此提高魚道過魚效率。目前，在實際工程中光、聲驅(qū)誘魚技術(shù)應(yīng)用不多，一方面是該方向理論基礎(chǔ)稍顯薄弱，另一方面則是由于理論研究與實際工程脫節(jié)，使得光、聲驅(qū)誘魚技術(shù)在工程應(yīng)用上有一定困難?，F(xiàn)今，研究人員對各大流域主要魚類與光照的照度和光色、聲音的響度和頻率等因素的響應(yīng)關(guān)系的研究尚不全面，對光、聲等多種誘魚因素的耦合作用的研究尚未深入。

5 結(jié) 語

根據(jù)現(xiàn)有光、聲驅(qū)誘魚技術(shù)參考資料和研究存在的問題，為滿足應(yīng)用需求，在現(xiàn)階段以及今后一段時間內(nèi)，我國水利工作者需要加深對光、聲驅(qū)誘魚技術(shù)的研究，最終形成一套較為完整的設(shè)計方法或設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。其具體內(nèi)容至少應(yīng)包括：①對各大流域主要魚類的光、聲驅(qū)誘特性要有更深的研究；②要考慮到今后魚道發(fā)展趨勢，明確光、聲驅(qū)誘魚研究方向的同時兼顧到實際應(yīng)用；③應(yīng)加深水域環(huán)境對魚類光、聲趨性影響的研究力度，為魚道光、聲誘魚布置方案提供參考；④提供若干光、聲驅(qū)誘魚布置方案設(shè)計方法，以解決技術(shù)難題。